发布时间:2016-01-05 15:58 原文链接: 无需活细胞的蛋白合成新技术

  来自美国能源部橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)的研究人员研发出了一种无需细胞培养,人工合成蛋白质的新系统,这一研究成果公布在12月22日的Small杂志上。

  这个生物反应器采用的是一种混合液,其中包含有大肠杆菌细胞提取物,一种绿色荧光蛋白DNA编码基因,以及必需的代谢物。与一般的活细胞体系不同,这种新蛋白合成机器利用由硅制成的长蛇形通道,上面整合有一种能结合“反应器”和“供给器”通道材料的膜。

  “利用这种工程膜可以很方便的实现代谢物、能源和抑制物之间的交换,”作者写道。

  

(并联反应器和供给器通道(顶部)、工程膜扇的单孔(左边),以及指示代谢物跨膜交换的图片 (右边) )

  研究人员将这种双通道生物反应器的蛋白合成与离心管中进行参照混合反应,以及单通道生物反应器进行了比较。在离心管中进行的参照混合反应就是简单的在摇床上进行温浴,直到它停止生成蛋白,这样最后会产生325 μg/ml蛋白浓度的混合液。

  单通道生物反应器中的蛋白产量则大约能提高24%。而最新的这一新技术利用工程膜,最终产生的蛋白浓度为2 mg/ml。

  “通过这种方法,我们可以更快的生产更多的蛋白质,用于定点生产,”文章作者Scott Retterer说,“由于这一系统无需活体细胞,因此会减少生成蛋白所需的设施,并且也能在任何时候,任何地方,如果你需要生成蛋白就可以获得,这也不需要在运输和储存过程中保持蛋白冷冻冷藏了。”

  此外,在体外人工构建能合成蛋白的核糖体,一直是合成生物学领域的研究热点,在此之前,人们也尝试了多种合成途径,但结果都不理想。2015年,西北大学的Michael C. Jewett和哈佛大学医学院的George M. Church领导研究团队,在天然酶的帮助下,模拟了细胞内的核糖体生成途径,获得了有功能的人造核糖体。

  这项研究可以帮助人们进一步理解核糖体的形成和功能,开发更有效靶标核糖体装配的抗生素,设计具有特殊功能的新型核糖体,甚至构建人造细胞。

相关文章

Nature发布2024年值得关注的七大技术,首位中国科学家成果入选

2024年1月22日,《自然》发布了2024年值得关注的七大技术——大片段DNA插入、人工智能设计蛋白质、脑机接口、细胞图谱、超高分辨率显微成像、3D打印纳米材料和DeepFake检测。七大技术中,生......

安捷伦推出全新ProteoAnalyzer系统

自动化平行毛细管电泳系统可简化蛋白质分析2024年1月17日,北京——安捷伦科技公司(纽约证交所:A)今日宣布在第23届PepTalk会议期间正式发布用于蛋白质分析的新型自动化平行毛细管电泳系统——A......

机器人改造蛋白质速度超过人类

美国科学家开发了一个能对蛋白质进行工程改造的人工智能(AI)驱动的全自动机器人。研究结果是对无需人类干预的蛋白质设计和构建的一次概念验证。相关研究1月12日发表于《自然—化学工程》创刊号。蛋白质在所有......

支架蛋白CRIP1参与蛋白质稳态调控机制被阐明

近日,中国医学科学院血液病医院(中国医学科学院血液学研究所)郝牧研究员、邱录贵主任医师团队在eBioMedicine杂志发表论文,在国际上首次阐明了支架蛋白CRIP1参与自噬、蛋白酶体活性等蛋白质稳态......

几周内或能完成半年任务?AI无需人干预设计新蛋白质

《自然·化学工程》创刊号1月12日发表一项研究,报道了一个能对蛋白质进行工程改造的、由人工智能(AI)驱动的全自动机器人。研究结果是对无需人类干预的蛋白质设计和构建的一次概念验证。蛋白质在所有生命形式......

我国学者首次利用AI方法准确模拟蛋白质“光学指纹”

安徽大学人工智能学院叶盛教授、孙长银教授与中国科学技术大学江俊教授等合作,在国际上首次成功利用人工智能、分子动力学模拟和量子化学理论计算方法,高效准确地模拟了完整真实蛋白质的AmideⅡ区域红外光谱,......

蛋白质研究加码!山东大学采购蛋白质印迹定量分析系统

山东大学近日招标了多功能全自动蛋白质印迹定量分析系统,这款设备在蛋白样品上样后无需任何人工操作,能够自动完成WesternBlot分析,并且具有运行时间短,无需转膜等优点。项目概况山东大学多功能全自动......

mRNA疫苗可能会产生意想不到的蛋白质

即使在新冠疫情期间接种了数十亿剂疫苗后,信使核糖核酸(mRNA)疫苗仍令人惊讶。近日,《自然》发表的一项研究表明,mRNA疫苗可能会促使细胞产生少量意想不到的蛋白质。研究人员提出一种解决方案,有助于使......

AI设计高亲和力和特异性蛋白质结合剂:医学革命的崭露头角

AI设计与蛋白质高亲和力和特异性结合的分子2023年12月18日华盛顿大学医学院蛋白质设计研究所的AI设计的蛋白质。[IanHaydon/UWMedicineInstituteforProteinDe......

活体器官年龄测定现实可能性,血液中的蛋白质成为关键指标

导读:实现了从血浆蛋白质组学分析中挑选出的器官特异性衰老标志物 新研究在血浆中发现了器官特异性的衰老标志物,可以突显个体在一个或多个器官中的衰老速度超过正常。"我们的研究引入了使用......